（一）合成孔徑雷達背景介紹
雷達是由二戰軍事需求發展起來的，最初用於跟蹤惡劣天氣及黑夜中的飛機和艦船。隨著射頻（rf）技術、天線以及近來數字技術的發展，雷達技術也得到了穩步發展。
早起的雷達系統利用時間延遲測量雷達與目標（雷達反射體）之間的距離，通過天線指向探測目標方位，繼而又利用都卜勒頻移檢測目標速度。2023年，美國goodyear aerospace 公司的carl wiley發現，通過對都卜勒頻移進行處理，能夠改善波束垂直向上的解析度。根據這一原理，就可以利用雷達得到二維地表影象。這種通過訊號分析技術來構建乙個等效長天線的思路稱為合成孔徑雷達（synthetic aperture radar，簡稱：sar)。
（二）遙感中的雷達
sar在遙感領域獲得越來越多的應用，主要基於以下三個原理：
1、雷達自帶照射源，在黑夜中同樣能出色地工作。
2、一般雷達所使用波段的電磁波幾乎可以無失真地穿透水汽雲層。
3、物質的光學散射能量與其雷達電磁散射能量是不同的，因此雷達與光學感測器具有互補性，有時甚至比光學感測器有更強的地表特徵區分能力。
（三）sar基礎
為形成一幅影象，需要在兩個相互正交的軸向上進行強度測量。對於sar來說，其中乙個軸向（影象x軸）平行於雷達波束指向，在這個方向上，回波延時正比於雷達與散射體之間的距離。通過測量回波延時，雷達就能沿影象x軸將回波置於正確位置上。但實際上，天線波束與地面之間並不是平行的，波束指向與雷達運動方向之間也不是嚴格垂直的，由此造成的幾何畸變需要在處理過程中加以校正。
影象的第二個軸向（影象y軸）由感測器的航向確定。當雷達在地表上方沿直線飛行時，雷達波束以近似相等的速度掃過地面。雷達發射電磁脈衝串並接收回波脈衝，這些回波經過處理後，就能依據當前的感測器位置而出現在影象y軸上，即產生了具有正確幾何的影象。類似於旋轉雷達波束的方位向，y軸方向又稱為方位向（沿航跡向）。不同的是，對於sar來說，方位向是通過雷達的線性移動來獲得的，而不是像靜止雷達那樣同波束旋轉來獲得的。
（四）sar的不同工作模式
1、條帶合成孔徑雷達（stripmap sar）在這種工作模式下，隨著雷達平台的移動，天線的指向保持不變。天線基本上勻速掃過地面，得到的影象也是不間斷的。該模式對地面的乙個條帶進行成像，條帶的長度取決於雷達移動的距離，方位向的解析度由天線長度決定。
2、掃瞄合成孔徑雷達（scan sar）這種模式與條帶模式的不同之處在於，在乙個合成孔徑時間內，天線會沿著距離方向進行多次掃瞄。通過這種方式，犧牲了方位向解析度而獲得了寬的測繪頻寬。掃瞄模式能夠獲得的最佳方位解析度等於條帶模式下的方位向解析度與掃瞄條帶數的乘積。
3、聚束合成孔徑雷達（spotlight sar）通過擴大感興趣區域（如地面上的有限圓域）的天線照射波束角寬，可以提高條帶模式的解析度。這一點可以通過天線波束指向，使其隨著雷達飛過照射區域而逐漸向後調整來實現。波束指向的控制可以在短時間內模擬出乙個較寬的天線波束（也就是說乙個短天線），但是波束指向不可能永遠向後，最終還是要調回到向前，這就意味著地面覆蓋區域不是連續的，即一次只能對地面乙個有限圓域進行成像。
4、逆合成孔徑雷達（inverse sar）到目前位置，我們考慮的都是目標靜止而雷達移動的情況，然而在目標移動而雷達靜止的情況下，sar同樣可以工作。這種相反的工作模式叫「逆合成孔徑雷達」。逆sar的乙個例子就是用地基雷達跟蹤衛星軌跡。這個概念可以擴充套件到雷達和目標都運動的情況，例如用機載或星載合成孔徑雷達對波濤洶湧的海面上的艦船進行成像。
5、雙站合成孔徑雷達（bistatic sar）在這種工作模式下，接收機和發射機分置於不同的位置。對於遙感sar來說，接收機和發射機通常很接近，可以近似成單基模式。
6、干涉合成孔徑雷達（insar）在這種工作模式下，可以通過複數影象的後處理來提取地形的高度和移位。將兩幅在同一空間位置（差分干涉sar）或間隔很小的兩個位置（地形高度干涉sar）獲得的複數影象進行共軛相乘，就能得到一幅具有等高線或等位移線的干涉圖。
合成孔徑雷達 逆合成孔徑雷達
逆合成孔徑雷達，可以看作是把合成孔徑雷達，反過來。合成孔徑雷達，裝在乙個運動的平台上，探測固定目標 逆合成孔徑雷達，是用一部固定雷達，探測乙個運動目標。兩者都是通過對雷達回波頻率的精細處理，把角度解析度提高幾十倍甚至幾百倍。合成孔徑雷達 逆合成孔徑雷達具備高解析度的原理，在電子理論上有多種解釋方法，...
合成孔徑雷達及其兩種解釋
代替真實孔徑的技術是 合成孔徑 合成 這個術語指的是一種可以大幅度的提高空間解析度的回波處理方法。這種方案的原理可以由兩種技術來進行解釋。其一是都卜勒波束銳化。其二是對一些低解析度天線的相干合成來提高方位解析度。sar技術的關鍵點是利用乙個沿著軌跡 運動 的天線合成乙個等效尺寸大得多的天線。sar平...
機載低頻超寬頻合成孔徑雷達運動補償
日期 2008 11 5 字型 大 中 小 1 引言 低頻uhf波段超寬頻合成孔徑雷達 sar 是於上世紀九十年代發展起來的一種新型sar系統。該系統通過發射大時寬頻寬積訊號獲得距離向高解析度，利用方位向的大處理角獲得方位向的高解析度，而發射訊號低頻特性使系統具備探測被葉簇覆蓋的隱蔽目標。運動誤差是...